A lo largo de la historia, el hombre invent\u00f3 muchos tipos de relojes para marcar el paso del tiempo. La trayectoria tecnol\u00f3gica comenz\u00f3 con el reloj de sol, pas\u00f3 por el reloj de arena, por los mecanismos de cuerda y por los marcadores digitales hasta llegar a los modelos m\u00e1s avanzados y precisos que son hoy los aparatos at\u00f3micos. Esos equipamientos funcionan con l\u00e1ser y est\u00e1n basados en la oscilaci\u00f3n de la radiaci\u00f3n natural de \u00e1tomos de cesio-133, sin ser nocivo para los seres vivos. El modelo m\u00e1s reciente de esos relojes fue proyectado y construido en el Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos (IFSC) de la Universidad de S\u00e3o Paulo, en S\u00e3o Carlos. \u00c9l es del tipo llamado fountain (fuente) o chafariz, nombre relacionado a los movimientos sincronizados de \u00e1tomos fr\u00edos (enfriados), dentro del equipamiento, de arriba para abajo, y representa una evoluci\u00f3n sobre los relojes at\u00f3micos comerciales que usan \u00e1tomos calientes (calentados) e imanes. Apenas Francia, Estados Unidos, Italia, Alemania e Inglaterra ya hicieron relojes semejantes.<\/p>\n
La filosof\u00eda es la misma de los investigadores de otros pa\u00edses, pero nosotros conseguimos configuraciones propias para ese equipamiento, que deber\u00e1, en el futuro, servir como nuevo patr\u00f3n de tiempo y frecuencia en todo el mundo, dice el profesor Vanderlei Salvador Bagnato, coordinador del proyecto que forma parte del Centro de Investigaciones en \u00d3ptica y Fot\u00f3nica (Cepof) de S\u00e3o Carlos, un de los 11 centros de investigaci\u00f3n, innovaci\u00f3n y difusi\u00f3n financiados por la FAPESP. Las conclusiones y los resultados obtenidos por los investigadores brasile\u00f1os ser\u00e1n mostrados en un simposio sobre metrolog\u00eda del tiempo y de la frecuencia del Instituto de Ingenieros Electricistas y Electr\u00f3nicos, organizaci\u00f3n conocida por la sigla IEEE, en Miami, en Estados Unidos, en este mes de junio.<\/p>\n
Los relojes at\u00f3micos son marcadores de tiempo que se atrasan un segundo en m\u00e1s de 100 millones de a\u00f1os. Un atraso que ciertamente no interfiere en lo cotidiano de las personas, como a la hora de despertar, en la entrada al trabajo, en compromisos variados o en horarios de partida de \u00f3mnibus o de aviones. Pero tiene fundamental importancia en muchas otras \u00e1reas. Ellos son los responsables, por ejemplo, de la marcaci\u00f3n de la hora mundial. M\u00e1s de 300 relojes at\u00f3micos diseminados en 50 pa\u00edses, inclusive Brasil Observatorio Nacional, en R\u00edo de Janeiro, aciertan el horario oficial de todo el planeta. Ellos componen el Tiempo Universal Coordinado, UTC en la sigla en ingl\u00e9s, basado en la llamada Hora At\u00f3mica Internacional (TAI, del franc\u00e9s Temps Atomic International), instituida en 1972, que substituy\u00f3 a la Hora Media de Greenwich (GMT en ingl\u00e9s) basada en la observaci\u00f3n del Sol y de las estrellas.<\/p>\n
Sincronismo \u00f3ptico Tama\u00f1o sincronismo es igualmente importante en las transacciones bancarias y hasta en la prospecci\u00f3n de petr\u00f3leo, cuando es necesario medir, en fracciones de segundo, las se\u00f1ales enviadas para el interior de la tierra y obtener la se\u00f1al de vuelta para ayudar en la identificaci\u00f3n de la existencia de aceite all\u00e1 abajo. Tambi\u00e9n podemos utilizar el reloj at\u00f3mico para comparar instrumentos de precisi\u00f3n que ser\u00e1n usados en medidas de grandezas electr\u00f3nicas y magn\u00e9ticas, dice Bagnato. En todos los ejemplos, la precisi\u00f3n exigida es de hasta pico-segundos, o la fracci\u00f3n del segundo (s) con hasta 11 lugares (10-11), equivalente a 1 s dividido por 1 mil millones de veces. Es esa la medici\u00f3n presentada por los relojes at\u00f3micos comerciales. Pero en el \u00e1rea de investigaci\u00f3n cient\u00edfica y tecnol\u00f3gica, en todo el mundo, se busca una mayor precisi\u00f3n todav\u00eda. El m\u00e1s avanzado reloj at\u00f3mico, tambi\u00e9n en el sistema fountain, fue construido en el Observatorio de Paris, en Francia, y tiene la precisi\u00f3n de 10 -16, ya en el orden de los femtos-segundos, medida que equivale a 1 segundo dividido por 1 cuatrill\u00f3n. A\u00fan no finalizamos la aferici\u00f3n de nuestro aparato porque estamos esperando un equipamiento para completar esa medida, pero creemos que, por lo menos, podamos alcanzar 10-13, lo que representa para nosotros una madurez cient\u00edfica y tecnol\u00f3gica, dice Bagnato. En un final, \u00e9l es el primer reloj fountain hecho en el hemisferio Sur, conmemora.<\/p>\n Construir relojes at\u00f3micos en Brasil es fundamental para la investigaci\u00f3n b\u00e1sica y el desarrollo de la tecnolog\u00eda. Es importante poseer el dominio de ese conocimiento. El patr\u00f3n del segundo es el m\u00e1s preciso que existe y sirve para obtener otras medidas como el metro, dice el f\u00edsico Humberto Siqueira Brandi, director de metrolog\u00eda cient\u00edfica e industrial del Instituto Nacional de Metrolog\u00eda, Normalizaci\u00f3n y Calidad Industrial (Inmetro). \u00c9l se refiere al hecho de que el patr\u00f3n usado para identificar el metro no sea m\u00e1s una barra de metal en un instituto europeo, como en el pasado.<\/p>\n Hoy el metro es la distancia recorrida por la luz en el vac\u00edo durante el intervalo de tiempo de 1s dividido por 299.792.458 partes o metros por segundo, que es la medida exacta de la velocidad de la luz. Esas medidas son posibles con los relojes at\u00f3micos y cuanto m\u00e1s avanzados, como el chafariz, mayor es la garant\u00eda de precisi\u00f3n, dice Brandi. Un reloj at\u00f3mico m\u00e1s preciso puede servir tambi\u00e9n para comparar otros similares existentes en el pa\u00eds, as\u00ed como evaluar la precisi\u00f3n llevando en cuenta la acci\u00f3n de los agentes externos como la temperatura, la humedad, las vibraciones y los campos magn\u00e9ticos.<\/p>\n Oscilaci\u00f3n certera El chafariz tambi\u00e9n trabaja con energ\u00edas muy precisas en radiaciones que oscilan en una frecuencia bien determinada. \u00c9l funciona de forma vertical y semejante al reloj t\u00e9rmico, pero la precisi\u00f3n es mayor porque \u00e9l trabaja con \u00e1tomos fr\u00edos y sin la velocidad de los otros tipos de relojes at\u00f3micos. La funci\u00f3n del l\u00e1ser es juntar esos \u00e1tomos de cesio y paralizarlos en una especie de armadilla \u00f3ptica. La fuerza del propio l\u00e1ser hace, entonces, el grupo cohesionado de \u00e1tomos elevarse en un tubo met\u00e1lico hasta una cavidad en donde \u00e9l recibir\u00e1 el ba\u00f1o de microondas con la frecuencia de 9.192.631.770 gigahertz (GHz) que es la misma de la oscilaci\u00f3n de la radiaci\u00f3n del \u00e1tomo de cesio-133. Al entrar en la cavidad los \u00e1tomos experimentan la frecuencia y salen de all\u00ed. Como ellos est\u00e1n fr\u00edos, el nivel de energ\u00eda es diferente. Esa diferencia entre las dos frecuencias corresponde al segundo.<\/p>\n El pr\u00f3ximo paso del grupo del Cepof es desarrollar relojes compactos de \u00e1tomos fr\u00edos, equipamientos a\u00fan in\u00e9ditos en el mundo. El nombre el equipo ya tiene. Ser\u00e1 el TAC (Tupiniquim Atomic Clock), o el reloj at\u00f3mico brasile\u00f1o. El Proyecto<\/strong>
\n<\/strong>Relojes at\u00f3micos son imprescindibles en las telecomunicaciones. Ellos controlan o tr\u00e1fico de las comunicaciones de fibras \u00f3pticas, mensuran los flujos de datos, miden la duraci\u00f3n de las transmisiones y ayudan a dirigir las llamadas. En el intercambio de datos y de voz el sincronismo garantiza el buen funcionamiento del sistema. Actualmente, sin un horario preciso y equivalente entre dos o m\u00e1s puntos en los sistemas de telecomunicaciones, se corre el riesgo de errores que comprometan las llamadas. En la localizaci\u00f3n geogr\u00e1fica v\u00eda sat\u00e9lite, las fracciones de segundo tambi\u00e9n son imprescindibles. Compuesto por 24 sat\u00e9lites que est\u00e1n en \u00f3rbita,\u00a0 el planeta, o GPS, la sigla en ingl\u00e9s para el sistema de posicionamiento global, identifica un punto preciso en el suelo terrestre, facilitando la navegaci\u00f3n de aviones, de nav\u00edos, de barcos y, m\u00e1s recientemente, de autom\u00f3viles y jipes sofisticados. Apenas tres se\u00f1ales son suficientes para el receptor en la tierra decodificar la transmisi\u00f3n e informar las coordenadas (latitud, longitud y altitud). Esos sat\u00e9lites emiten se\u00f1ales de microondas que son sincronizadas entre si, alcanzan el suelo y regresan. La diferencia del tiempo de llegada de la se\u00f1al de cada sat\u00e9lite determina en el receptor terrestre la localizaci\u00f3n puntual en la superficie del planeta. La distancia entre los sat\u00e9lites tambi\u00e9n es marcada en fracciones de segundo y es importante para la determinaci\u00f3n de las coordenadas. Todas esas informaciones de tiempo vienen del reloj at\u00f3mico instalado dentro de los sat\u00e9lites, explica Bagnato.<\/p>\n
\n<\/strong>El modelo chafariz es el segundo reloj at\u00f3mico construido por el equipo liderado por Bagnato, compuesto actualmente por las cursantes de doctorado Aida Bebeachibuli, con beca de la Coordinaci\u00f3n de Perfeccionamiento de Personal de nivel Superior (Capes), Stella Tavares Miller, con beca del Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq), y el cursante del pos-doctorando Daniel Varela Magalh\u00e3es, investigador de la USP que actualmente trabaja en el Observatorio de Paris. El primer reloj fue del tipo horizontal de haz t\u00e9rmico en que \u00e1tomos de cesio son lanzados en alta velocidad de un horno para una c\u00e1mara en donde ellos reciben haces de l\u00e1ser infrarrojo e interact\u00faa con la radiaci\u00f3n (onda electromagn\u00e9tica) de 9.192.631.770 gigahertz (GHz) producida por un generador de microondas. Esa misma frecuencia representa el segundo que es definido por la duraci\u00f3n de 9.192.631.770 per\u00edodos de oscilaci\u00f3n, entre los niveles del estado fundamental y el de m\u00e1s baja energ\u00eda de la radiaci\u00f3n del \u00e1tomo de cesio-133.<\/p>\n
\nEllos est\u00e1n desarrollando un reloj peque\u00f1o, del tama\u00f1o de los comerciales, que son un poco mayores que un videocasete. Ese seria un equipamiento tipo de haz t\u00e9rmico. Tambi\u00e9n estamos preparando el Super Tac, que deber\u00e1 ser un reloj que no va a necesitar tener reposici\u00f3n, de tiempos en tiempos, de \u00e1tomos de cesio como los dem\u00e1s, cuenta Bagnato.<\/p>\n
\nRelojes at\u00f3micos<\/em>
\nModalidad
\n<\/em><\/strong>Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepids)
\nCoordinador
\n<\/em><\/strong>Vanderlei Salvador Bagnato -USP\/Centro de \u00d3ptica y Fot\u00f3nica (Cepof) de S\u00e3o Carlos
\nInversi\u00f3n
\n<\/em><\/strong>US$ 70.000,00 por a\u00f1o (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un nuevo reloj at","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[97],"class_list":["post-80582","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80582","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=80582"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80582\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=80582"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=80582"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=80582"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=80582"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}